CN112386139A - 智能冰箱及其控制方法、全自动智能烹饪设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能冰箱及其控制方法、全自动智能烹饪设备及方法。智能冰箱利用带缺口的码盘和光电传感器对转盘的转动进行精准地控制，并利用识别模块对放置于转盘上的食材盒进行精准识别。其中，光电传感器在码盘的缺口位置产生触发信号，以控制连接转盘的步进电机的运动，从而实现对转盘的原点定位及转盘在食材盒识别位置处的定位，弥补了因步进电机失步导致的定位偏差，进而实现了食材的准确输送；全自动智能烹饪设备及方法在食材不足时及时提示用户进行食材采购，在食材充足时执行取出原料、自动煮饭、自动炒菜、自动取出菜品和米饭、清洗和垃圾回收等流程，实现全自动化、智能化烹饪，无需人工参与和操作。

Description

智能冰箱及其控制方法、全自动智能烹饪设备及方法

技术领域

本发明属于智能厨房技术领域，尤其涉及一种智能冰箱及其控制方法、全自动智能烹饪设备及方法。

背景技术

随着电子信息技术的发展，智能家居技术进入人类的生活，智能冰箱作为智能家居的重要组成部分，引起了众多研究机构和企业的重视。综观各种智能冰箱概念，其主要功能包括：多媒体功能，在智能冰箱上可以播放音频、图像、视频、有线电视以及显示电子文档；食物管理功能，智能冰箱可以识别冰箱内食物的种类、数量等信息，并可以在食物不足时提醒用户购买，还可以根据食物的种类推荐菜谱，倡导健康饮食；网络连接功能，智能冰箱可以通过手机或是因特网与用户进行连接，使用户可以远程了解冰箱内食物的情况，进而合理购买食物。

目前市面上的智能冰箱仅能够实现食材的识别，在食材识别时，大多数均是识别模块的位置固定不变，通过步进电机驱动食材转动来实现每份食材的识别，但是由于步进电机不是闭环控制，容易出现步进电机失步问题，即没有按照指令到达应该到达的位置，导致食材定位偏差，从而导致食材识别不到或识别不准确，并且不能在识别食材后将目标食材输送至冰箱门口，以便人工或机械手自动取出食材，无法实现食材的准确输送。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能冰箱及控制方法、全自动智能烹饪设备及方法，以解决现有智能冰箱由于步进电机失步现象导致定位偏差，从而导致食材识别不到或识别不准确，以及无法实现食材的准确输送的问题。

本发明是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种智能冰箱，包括箱体，还包括设于所述箱体内的转盘组件、控制所述转盘组件转动的电机、控制模块和识别模块；

所述控制模块包括两个光电传感器和主控制器；

所述转盘组件包括转轴，所述转轴上具有至少一层转盘，每层所述转盘等间距地设有多个用于存放食材盒的卡槽；

所述转轴内同轴设有一个码盘，所述码盘与所述转轴同步运动；

所述码盘上设有用于触发光电传感器的多个缺口，所述缺口包括多个与所述卡槽的位置对应的用于定位识别位置的对准缺口和至少一个用于定位码盘的原点位置的原点缺口；所述主控制器接收光电传感器的触发信号以控制电机停止运动，从而使所述码盘定位于原点位置或识别位置；所述识别模块、所述电机与所述主控制器电性连接；当在所述码盘位于所述识别位置时，所述识别模块对所述食材盒上的食材标识进行识别；当所述识别模块识别出目标食材时，主控制器控制转盘组件转动，将所述目标食材输送至冰箱侧门处。本发明中，在进行食材识别时，先进行原点定位，当两个光电传感器均有输出触发信号时，表明码盘和转盘位于原点位置，即原点缺口的位置和其中一个对准缺口的位置分别与两个光电传感器的位置对应。根据卡槽的数量N控制电机每次驱动码盘和转盘旋转1/N圈，同时接收到其中一个光电传感器输出的触发信号时，控制电机停止，表明转盘上某个卡槽处于识别位置，实现了食材的准确定位，进而实现了食材的准确输送。

进一步地，所述识别模块为射频识别模块、二维码识别模块、ID码识别模块中的一种。

通过识别模块扫描食材标识可以直接获取食材相关信息，相对于采用图像采集和处理的方式，扫描识别技术无需进行复杂的图像数据处理，对光源的要求没有图像采集和处理的方式高，也不会因图像数据不清晰影响识别结果，因此，通过扫描识别方式能够快速、准确地获取食材相关信息，大大提供了识别速度和准确度。

进一步地，所述卡槽和对准缺口的数量均为8个。

进一步地，所述转盘组件包括第一转盘组件和第二转盘组件，所述第一转盘组件和第二转盘组件分别包括两层转盘。

本发明还提供一种智能冰箱的控制方法，所述智能冰箱为如上所述的智能冰箱，包括：

步骤1：获取食材查找指令；

步骤2：根据所述食材查找指令控制转盘和码盘旋转，当接收到两个光电传感器的触发信号时，表示转盘转动至原点位置，则控制转盘和码盘停止旋转，实现原点定位；

步骤3：控制转盘和码盘旋转，当转盘和码盘旋转1/N圈时，接收到一个光电传感器输出的触发信号，另一个光电传感器未触发，表示转盘已将食材盒转动至识别位置，则控制转盘和码盘停止旋转；其中，N为卡槽或对准缺口的数量；

步骤4：利用识别模块识别食材盒上的食材标识，获取食材的相关信息，并根据所述食材相关信息判断是否为目标食材，如果是，则转入步骤5，否则转入步骤3，直到转盘和码盘旋转一圈，并反馈未查找到食材；

步骤5：控制转盘和码盘旋转，将目标食材输送至冰箱侧门处。

本发明还提供一种全自动智能烹饪设备，包括如上所述的智能冰箱；存储有可执行程序代码的存储器；与所述存储器耦合的处理器；所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，执行如上所述的一种智能冰箱的控制方法。

进一步地，所述全自动智能烹饪设备还包括设于所述智能冰箱一侧的机械手活动区、设于所述机械手活动区远离智能冰箱一侧的自动烹饪区、以及控制***；

在所述机械手活动区设有操作台、机械手以及滑杆；所述滑杆设于自动烹饪区与智能冰箱之间，所述机械手可滑动地设于所述滑杆上；所述操作台位于机械手和滑杆的下方；所述机械手与所述控制***电性连接；所述机械手，用于在控制***的控制指令下执行相应的动作；

在所述自动烹饪区设有电控模块、以及分别与所述电控模块电性连接的煮饭组件和烹饪组件；所述电控模块与控制***电性连接；所述煮饭组件，用于进行自动煮饭操作；所述烹饪组件，用于进行自动炒菜操作；所述电控模块，用于根据控制***的控制指令控制煮饭组件和烹饪组件的工作；

所述控制***，用于协调各个区域或设备的工作，并与用户终端进行通信连接。

进一步地，所述煮饭组件包括置物台、加米机构、加水机构、煮饭器、加热装置以及米桶；所述加米机构、加水机构以及加热装置分别与所述电控模块电性连接；所述煮饭器，用于根据米饭数量在机械手的操作下被置于置物台上；所述加米机构与米桶连接，加米机构用于根据份量将米分别加入至各个煮饭器内；所述加水机构，用于将适量水分别加入至各个煮饭器内；所述加热装置，用于对对应置物台上加好水和米的煮饭器进行加热。

进一步地，所述烹饪组件包括解冻机构、开盒机构、输送带、食材容器、上料机构、炒菜炉、调味装置、排烟机、冲洗装置以及废水排放机构；

所述解冻机构，用于对机械手送来的食材进行解冻；所述开盒机构，用于对解冻后的食材进行自动开盒操作；所述冲洗装置，用于对开盒后的食材进行自动冲洗；所述食材容器，用于盛装冲洗后的食材；所述输送带，用于将装有食材的食材容器输送至上料机构处；所述上料机构，用于将食材自动下放至炒菜炉内；所述调味装置，用于在炒菜过程中自动下放调料。

进一步地，所述全自动智能烹饪设备还包括设于所述机械手活动区上方的功能存放区、以及设于所述机械手活动区下方的垃圾回收区、食材包装区、餐具清洗区和DIY烹饪区；所述功能存放区，用于收纳厨房用品；所述垃圾回收区，用于回收包装盒；所述食材包装区，用于根据菜式配制食材并进行封膜包装；所述餐具清洗区，用于自动清洗餐具；所述DIY烹饪区，用于供用户进行DIY操作。

本发明还提供一种利用如上所述全自动智能烹饪设备进行烹饪的方法，包括：

接收烹饪请求，所述烹饪请求包括米饭数量、菜的数量、菜式以及烹饪顺序；

根据所述烹饪请求判断原料是否充足；如果原料不足，则发送原料购买请求，提示用户从商城订购原料并配送到家；如果原料充足，则转入下一个步骤；所述原料包括大米、食材以及调料；

根据所述原料充足信息取出原料，并按照烹饪顺序进行自动烹饪操作；所述自动烹饪操作包括自动煮饭操作和自动炒菜操作；

当完成所有菜式的自动烹饪操作后，向用户终端发送取餐信息；当米饭煮好后，向用户终端发送取饭信息；

接收取餐请求和取饭请求，根据所述取餐请求和取饭请求取出所有菜式和米饭，并将所述菜式和米饭置于操作台，智能烹饪结束。

进一步地，所述食材是否充足，且食材充足时取出食材的实现过程为：

步骤1：根据烹饪请求控制转盘和码盘旋转，当接收到两个光电传感器输出的触发信号时，表示转盘转动至原点位置，则控制转盘和码盘停止旋转，实现原点定位；

步骤2：控制转盘和码盘旋转，当转盘和码盘旋转1/N圈时，接收到一个光电传感器输出的触发信号，另一个光电传感器未触发，表示转盘已将食材盒转动至识别位置，则控制转盘和码盘停止旋转；其中，N为卡槽或对准缺口的数量；

步骤3：利用识别模块识别食材盒上的食材标识，获取食材的相关信息，并根据所述食材相关信息判断是否为菜式所需目标食材，如果是，则食材充足，转入步骤4，否则转入步骤2，直到转盘和码盘旋转一圈，并反馈食材不足；

步骤4：控制转盘和码盘旋转，将目标食材输送至冰箱侧门处，再由机械手取出。

进一步地，在所述自动炒菜操作中，判断炒菜炉有无烹饪，如果无烹饪，则炒菜炉进入自清洗模式，清洗完成后再进行下一个菜式的烹饪。

进一步地，所述清洗模式包括轻度清洗模式、中度清洗模式以及深度清洗模式；所述轻度清洗模式清洗一次，所述中度清洗模式清洗两次，所述深度清洗模式清洗三次。

有益效果

与现有技术相比，本发明所提供的一种智能冰箱及其控制方法、全自动智能烹饪设备及方法，在利用电机实现食材定位的基础上，增加了带缺口的码盘和光电传感器，通过光电传感器识别码盘的位置来实现原点定位以及食材的识别定位，弥补了因步进电机失步导致的食材定位偏差，使转盘上的每份食材均能准确地停止在识别位置，提高了食材的定位精度和识别准确度，进而实现了食材的准确输送。全自动智能烹饪设备及方法在食材不足时及时提示用户进行食材采购，在食材充足时执行取出原料、自动煮饭、自动炒菜、自动取出菜品和米饭、清洗和垃圾回收等流程，实现全自动化、智能化烹饪，无需人工参与和操作；在下班途中点餐，回家就可以享受烹饪设备取出的美食，为用户提供了安全、味美、高效的智能餐饮服务；烹饪完成后，自动进行清洗，免去了人工清洗的麻烦，同时可自动进行餐具清洗，使用户告别了脏污和油渍，为用户提供了一个清洁、整齐的厨房。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中转盘组件的结构示意图；

图2是本发明实施例中转盘组件的俯视图；

图3是本发明实施例中通过码盘实现原点定位的结构示意图；

图4是本发明实施例中通过码盘实现食材定位的结构示意图；

图5是本发明实施例中智能冰箱的结构示意图；

图6是本发明实施例中智能冰箱的控制流程图；

图7是本发明实施例中全自动智能烹饪设备各功能区域示意图；

图8是本发明实施例中食材正在自动封膜状态示意图；

图9是本发明实施例中设备状态示意图；

图10是本发明实施例中炒菜炉不同状态示意图；

图11是本发明实施例中煮饭组件不同状态示意图；

图12是本发明实施例中冰箱不同状态示意图；

图13是本发明实施例中米桶状态示意图；

图14是本发明实施例中利用全自动智能烹饪设备进行烹饪的流程图；

图15是本发明实施例中选择烹饪请求界面示意图；

图16是本发明实施例中烹饪与预约界面示意图；

图17是本发明实施例中米桶库存信息示意图；

图18是本发明实施例中调料库库存信息示意图；

图19是本发明实施例中炒菜炉正在清洗示意图；

其中，1-功能存放区，2-自动烹饪区，3-DIY烹饪区，4-机械手活动区，5-垃圾回收区，6-智能冰箱，60-转盘组件，601-转盘，602-食材盒，603-转轴，604-码盘，6041-对准缺口，6042-原点缺口，605-光电传感器，61-识别模块，7-食材包装区，8-餐具清洗区，9-机械手，10-滑杆。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”和“第二”是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。此外，术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的保护。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本发明实施例中，“多个”可以表示至少两个，例如可以是两个、三个或者更多个，本申请实施例不做限制。另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，在不做特别说明的情况下，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

如图1～5所示，本实施例提供的一种智能冰箱，包括箱体、设于箱体内的转盘组件60、控制转盘组件60转动的电机、控制模块和识别模块61；控制模块包括两个光电传感器605和主控制器(未图示)；

转盘组件60包括转轴603，转轴603上具有至少一层转盘601，每层转盘601等间距地设有多个用于存放食材盒602的卡槽；转轴603内同轴设有一个码盘604，码盘604与转轴603同步运动；码盘604上设有用于触发光电传感器605的多个缺口，缺口包括多个与卡槽的位置对应的用于定位识别位置的对准缺口6041和至少一个用于定位码盘604的原点位置的原点缺口6042。

主控制器接收光电传感器605的触发信号以控制电机停止运动，从而使码盘604定位于原点位置或识别位置。识别模块61、电机与主控制器电性连接；当在码盘604位于识别位置时，识别模块61对食材盒602上的食材标识进行识别；当识别模块61识别出目标食材时，主控制器控制转盘组件60转动，将目标食材输送至冰箱侧门处。

本实施例中，电机可以为步进电机，直流无刷电机或伺服电机等电机中任一种可控制转盘转动的电机。下面以步进电机为例，进行说明。

本实施例为了便于进行食材识别，在主控制器的控制下，步进电机先驱动转盘601旋转，当转盘601旋转至识别位置时，再驱动转盘601停止，以便识别模块61对转盘601上的食材进行识别，在识别位置表明转盘上某一个食材盒602已对准识别模块61，以便识别模块61对食材盒602上的食材标识进行扫描识别。但是，步进电机从启动到停止的过程中，先是加速转动，再减速转动，当到达识别位置时再控制电机停止，由于减速度的存在，易导致步进电机转动过头，即步进电机的失步现象，失步现象导致转盘超过识别位置，进而可能导致识别模块61无法识别到食材盒602上的食材标识。

为了解决步进电机的失步问题，本实施例在步进电机的基础上，增加了带对准缺口6041、原点缺口6042的码盘604和两个光电传感器605，如图3和4所示。本实施例中，码盘604上对准缺口6041的数量为8个，对准缺口6041的数量和位置分别与卡槽的数量和位置对应，通过光电传感器605对码盘604上对准缺口6041进行定位来实现转盘601上卡槽的定位，即将转盘601准确地旋转到每个识别位置，以便识别模块61进行识别，避免因转动过头识别不到或识别不准确或漏掉食材未识别等问题。码盘604上除了对准缺口6041，还设置一个原点缺口6042，两个光电传感器605之间的间隔与原点缺口6042和其中一个对准缺口6041之间的间隔对应。当两个光电传感器605分别与原点缺口6042和其中一个对准缺口6041对准时，两个光电传感器均输出触发信号(无缺口的位置，由于码盘604将光电传感器605的发射端和接收端遮挡无触发信号输出)，转盘601和码盘604位于原点位置，如图3所示。转盘601和码盘604从原点位置开始，每转动1/8圈，转盘601上的一份食材盒602与识别模块61对准，每转动1/8圈一个光电传感器605与一个对准缺口6041对准，即一个光电传感器605有触发信号输出，另一个光电传感器605无触发信号输出，表明转盘处于识别位置，如图4所示。在1/8圈的基础上，步进电机提前做减速转动，再结合一个光电传感器605输出的触发信号来控制步进电机停止转动，使每份食材盒602能与识别模块61精确对准，解决了因步进电机失步现象导致的定位偏差问题。

本实施例中，识别模块61可以为射频识别模块、二维码识别模块、ID码识别模块中的一种，对应的食材盒602上的食材标识可以为射频标签、二维码、ID码，食材标识中载有食材相关信息。

通过识别模块61扫描食材标识可以直接获取食材的相关信息，相对于采用图像采集和处理的方式，扫描识别技术无需进行复杂的图像数据处理，对光源的要求没有图像采集和处理的方式高，也不会因图像数据不清晰影响识别结果，因此，通过扫描识别方式能够快速、准确地获取食材相关信息，大大提供了识别速度和准确度。

如图3和4所示，两个光电传感器605分别固定设于转盘601转轴603内。

如图1和5所示，转盘组件60包括上下设置的第一转盘组件和第二转盘组件，第一转盘组件和第二转盘组件分别包括两层转盘601，第一转盘组件或第二转盘组件的两层转盘601均共用一个码盘604和两个光电传感器605。识别模块61有多个，每层转盘601对应一个识别模块61。在实际控制过程中，所有转盘组件60是同步运动的，单个转盘组件60上的多层转盘601也是同步运动的，每层转盘601又对应一个识别模块61，因此，转盘601旋转一圈即能识别出冰箱内所有食材盒602。

如图6所示，本实施例还提供一种智能冰箱的控制方法，智能冰箱为如上实施例所述的智能冰箱，该控制方法包括：

步骤1：主控制器获取食材查找指令。食材查找指令可以是用户终端向主控制器发出，也可以是设置在智能冰箱上的人机交互界面向主控制器发出。

步骤2：主控制器根据食材查找指令通过步进电机控制转盘601和码盘604旋转，当接收到两个光电传感器605输出的触发信号时，表明转盘601转动至原点位置，则控制转盘601和码盘604停止旋转，实现原点定位，如图3所示位置。

步骤3：原点定位后，主控制器再控制转盘601和码盘604旋转，当转盘601和码盘604旋转1/N圈，接收到一个光电传感器605输出的触发信号，另一个光电传感器未触发，表示转盘601已将食材盒602转动至识别位置，则控制转盘601和码盘604停止旋转，此时食材盒602对准识别模块61，如图4所示。其中，N为卡槽或对准缺口的数量，本实施例中，N为8。

步骤4：利用识别模块61识别食材盒602上的食材标识，获取食材的相关信息，并根据食材相关信息判断是否为目标食材，如果是，则转入步骤5，否则转入步骤3，直到转盘601和码盘604旋转一圈，并反馈未查找到食材；转盘601和码盘604旋转一圈后还未识别到目标食材，表明智能冰箱内无该目标食材。

步骤5：根据识别模块61与冰箱门口之间的间隔，控制转盘601和码盘604旋转，使目标食材输送至冰箱门口。如图2所示，当识别到目标食材时，识别模块61与冰箱门口(正门)之间间隔3格，即3/8圈，则控制转盘601和码盘604逆时针旋转3/8圈，接收到一个光电传感器输出触发信号时，控制转盘601和码盘604停止，表明目标食材已位于冰箱正门。当识别到目标食材时，识别模块61与冰箱门口(侧门)之间间隔1格，即1/8圈，则控制转盘601和码盘604逆时针旋转1/8圈，接收到一个光电传感器605输出触发信号时，控制转盘601和码盘604停止，表明目标食材已位于冰箱侧门。

如图5所示，为了与全自动智能烹饪设备对接，冰箱门包括正门和侧门，侧门朝向机械手活动区，当进行自动烹饪时，将目标食材输送至冰箱侧门，再由机械手取出目标食材，实现了目标食材的精确定位和精确取出。

如图7所示，本实施例还提供一种全自动智能烹饪设备(简称烹饪设备)，包括如上实施例所述的智能冰箱6；存储有可执行程序代码的存储器；与存储器耦合的处理器；处理器调用存储器中存储的所述可执行程序代码，执行如上实施例所述的一种智能冰箱的控制方法。

全自动智能烹饪设备还包括设于智能冰箱6一侧的机械手9活动区4，设于机械手9活动区4远离智能冰箱6一侧的自动烹饪区2，设于机械手9活动区4上方的功能存放区1，设于机械手9活动区4下方的垃圾回收区5、食材包装区7、餐具清洗区8和DIY烹饪区3，以及控制***。自动烹饪区2位于机械手9活动区4的左侧，智能冰箱6位于机械手9活动区4的右侧，功能存放区1位于机械手9活动区4的上方，食材包装区7、餐具清洗区8以及垃圾回收区5位于机械手9活动区4的下方。这种设置方式便于机械手9活动区4内的机械手9可以在各个区域进行操作。

自动烹饪区2，用于按照烹饪顺序进行自动烹饪操作，自动烹饪操作包括自动煮饭操作和自动炒菜操作。自动烹饪区2设有电控模块、以及分别与电控模块电性连接的煮饭组件和烹饪组件；电控模块与控制***电性连接。煮饭组件，用于进行自动煮饭操作；烹饪组件，用于进行自动炒菜操作；电控模块，用于根据控制***的控制指令控制煮饭组件和烹饪组件的工作。煮饭组件包括置物台、加米机构、加水机构、煮饭器、加热装置以及米桶；加米机构、加水机构以及加热装置分别与电控模块电性连接；煮饭组件的工作过程为：按照米饭数量将多个煮饭器分别置于多个置物台上，通过加米机构按照份量将米分别加入至各个煮饭器内，在通过加水机构将适量水分别加入至各个煮饭器内，最后通过加热装置对对应置物台上加好水和米的煮饭器进行加热，实现自动煮饭。每个煮饭器对应一碗饭。

米桶包括至少一个储米仓，储米仓通过栅格分割成储米腔，在储米仓上设有出米口，出米口通过第一管路与每个煮饭器连接，在第一管路上设有第一电磁阀；加水管与煮饭器连接，在加水管上设有第二电磁阀和流量计；第一电磁阀、第二电磁阀和流量计均与电控模块连接。每个煮饭器对应一格储米腔内的大米，电控模块控制第一电磁阀和第二电磁阀的开闭，流量计检测煮饭器内的加水量。加米机构包括第一管路和第一电磁阀，加水机构包括加水管、第二电磁阀和流量计。

烹饪组件包括解冻机构、开盒机构、输送带、食材容器、上料机构、炒菜炉、调味装置、排烟机、冲洗装置以及废水排放机构。烹饪组件的工作过程为：机械手9将食材置于解冻机构内进行食材解冻，再将解冻后的食材置于开盒机构处进行自动开盒，然后通过冲洗装置对食材进行冲洗，并将冲洗后的食材置于食材容器内，装有食材的食材容器通过输送带输送至上料机构处，再通过上料机构将食材自动下放至炒菜炉内，最后对炒菜炉进行加热，完成食材的烹饪。在烹饪过程中，调味装置进行调料的自动下放，油烟通过抽烟机排出，每完成一道菜式的烹饪，冲洗装置根据炒菜炉有无烹饪的判断结果对炒菜炉进行自动清洗，自动清洗后的废水通过废水排放机构排出。开盒机构为封膜撕开机构，通过封膜撕开机构撕开封装食材的薄膜。

功能存放区1即为收纳柜，用于收纳厨房用品。

机械手9活动区4，用于机械手9在自动烹饪区2、功能存放区1、餐具清洗区8、原料存放区以及垃圾回收区5之间活动。机械手9活动区4设有操作台、机械手9以及滑杆10；滑杆10设于自动烹饪区2与智能冰箱6之间，机械手9可滑动地设于滑杆10上；操作台位于机械手9和滑杆10的下方，用于放置取出的食材、取出的所有菜式和米饭。机械手9与控制***电性连接，机械手9根据控制***的控制指令沿着滑杆10左右移动，从而执行取出食材、将煮饭器置于置物台、将食材送至解冻、开盒、清洗以及装入食材容器等动作，还可以从餐具清洗区8夹取碗碟到对应的地方，把装有食材的碗碟置于操作台上等。

餐具清洗区8，用于自动清洗餐具。在餐具清洗区8配置有洗碗机，洗碗机为旋转式滚筒结构，设置为六个区域，分别放置碗、碟和刀叉筷子，能实现每个区域的独立清洗、消毒、烘干的功能。

智能冰箱6分为冷冻区和保鲜区，在冷冻区和保鲜区分别设置一个两层转盘的转盘组件。在靠近机械手9的智能冰箱6的一侧还设有侧门，侧门用于自动烹饪操作前从智能冰箱6取出食材，侧门的开合由控制模块来控制，或者由机械手9来操作。

食材包装区7，用于根据菜式配制食材并进行封膜包装，如图8所示。在食材包装区7配置有食材包装封膜机，按照菜式将食材配制好，然后通过食材包装封膜机进行包装后再放入冰箱的转盘上，以便烹饪时自动取出食材。

DIY烹饪区3，用于供用户进行DIY操作。在DIY烹饪区3配置有电磁炉、集成式抽油烟机、刀具自动清洁槽、洗手盆等，便于提供DIY烹饪操作。DIY烹饪区3可以提供人工切菜+人工烹饪，或者人工切菜+自动烹饪，或者人工切菜+预约烹饪；自动烹饪方式为：人工切好食材，将食材放入食材容器内，再根据烹饪指令自动完成后续的烹饪操作；预约烹饪方式为：人工切好食材后，将食材包装好，放入冰箱的转盘上，等待需要时烹饪。

垃圾回收区5，用于回收包装盒。垃圾回收区5设有垃圾箱，开盒后的包装盒在机械手9的操作下投放至垃圾箱内，实现垃圾回收。

控制***，用于协调控制各个区域的操作，并与用户终端进行通信连接。

通过烹饪设备的人机交互界面打开设备中心-设备状态页面，可以展示烹饪设备各个模块的设备状态，如图9所示。点击各个模块可以查看详细的状态信息，如图10所示炒菜炉的状态，如图11所示煮饭组件的状态，如图12所示智能冰箱状态，如图13所示米桶的状态。通过设备中心-设备状态页面点击安全监测图标进行烹饪设备的全面检查，如果无故障则显示正常，如果有故障则在人机交互界面显示故障数量和故障位置。

本发明烹饪设备可以采用一体化的工艺设计和制造，模块化的组装工艺，使烹饪设备可以随心摆放在厨房或客厅的任何地方，并提供无油烟的烹饪环境。本发明烹饪设备是一款全自动的立式烹饪橱柜，可实现全自动储存、自动烹饪(饭/菜)、自动洗碗、自动清洁等功能的设备，以高度集成为研发理念，研发出高度智能和自动化机械手全自动烹饪方式，一台机器涵盖了双用冰箱、洗碗机、煮饭机、炒菜炉、调味、抽风***、米桶、垃圾回收、DIY烹饪区、人工烹饪(升降式水龙头、电磁炉等)、储物柜、机械手(替代人手)等多达12种的厨房设备，让一台橱柜囊括传统厨房所有设备。烹饪设备是集食材处理、食材烹饪、净米煮饭、碗碟及烹饪设备自动清洁于一体，并从食材保鲜到烹饪以及餐后清净的全过程机械自动化操作，实现一站式便捷化服务，带来真正的“未来厨房”体验。

如图14所示，本实施例还提供一种利用如上实施例所述全自动智能烹饪设备进行烹饪的方法，包括：

1、接收烹饪请求，烹饪请求包括米饭数量、菜的数量、菜式以及烹饪顺序。

用户通过用户终端向全自动智能烹饪设备发送烹饪请求。用户终端包括但不限于移动终端、触控一体机，在移动终端和触控一体机上装置APP。移动终端包括但不限于手机、IPAD等。用户终端与烹饪设备之间可以是通过网络进行通信连接，也可以是直接进行电性连接。例如，用户终端为手机时，手机与烹饪设备之间通过无线网络进行通信连接；用户终端为触控一体机时，触控一体机与烹饪设备之间既可以是通信连接，也可以是电性连接。在上下班途中，用户可以通过移动终端发送烹饪请求，以便回家就有可口的饭菜吃。

烹饪请求包括但不限于米饭数量、菜的数量、菜式以及烹饪顺序。如图15所示，例如米饭数量为2碗；菜的数量是2个菜，这2个菜的具体菜式为爆炒鲜虾、芹菜炒猪肉；烹饪顺序为先煮饭，再依次烹饪爆炒鲜虾、芹菜炒猪肉。确定好烹饪请求后可以通过【一键烹饪】发送烹饪请求给烹饪设备，烹饪设备立即执行烹饪请求，也可以通过【预约烹饪时间】按钮来实现滞后烹饪，滞后烹饪的时间即为设置的预约烹饪时间。在烹饪页面，还可以根据时间展示早午晚的场景选择，智能推荐饭/粥和菜的搭配，并计算总热量值，默认显示人数为1人，提供【一键烹饪】按钮，点击后自动实现自动开启煮饭和炒菜，并支持更换菜式。可以在烹饪与预约界面展示当前烹饪的信息及排队烹饪信息，点击可查看相关信息，对于未开始烹饪的直接点击取消即可取消烹饪，如图16所示。

2、根据烹饪请求判断原料是否充足；如果原料不足，则发送原料购买请求，提示用户从商城订购原料并配送到家；如果原料充足，则转入步骤3；原料包括大米、食材以及调料。

在接收到烹饪请求后，判断食材、调料和大米是否充足，调料和大米是否充足的判断可以根据对应的库存信息获取，如图17所示米桶库存信息，图18所示调料库存信息。智能冰箱内食材是否充足既可采用库存信息进行判断，也可以采用巡检方式来判断。采用巡检的方式获取食材是否充足更为准确，智能冰箱食材巡检的具体实现过程为：

2.1根据烹饪请求控制转盘和码盘旋转，当接收到两个光电传感器输出的触发信号时，表示转盘转动至原点位置，则控制转盘和码盘停止旋转，实现原点定位；

2.2控制转盘和码盘旋转，当转盘和码盘旋转1/N圈时，接收到一个光电传感器605输出的触发信号，另一个光电传感器605未触发，表示转盘已将食材盒转动至识别位置，则控制转盘和码盘停止旋转；其中，N为卡槽或对准缺口的数量；

2.3利用识别模块识别食材盒上的食材标识，获取食材的相关信息，并根据食材相关信息判断是否为菜式所需目标食材，如果是，则食材充足，否则转入步骤2.2，直到转盘和码盘旋转一圈，并反馈食材不足。

如果食材不足，烹饪设备的控制***向用户终端发送食材不足的信息，提示用户从商城采购食材或者选择食材充足的菜式。打通了烹饪设备与生鲜电商之间的链接，形成了生鲜电商到家，家到生鲜电商的互通，生鲜电商为家庭厨房提供了新鲜、健康的原食材。

3、根据原料充足信息取出原料，并按照烹饪顺序进行自动烹饪操作；自动烹饪操作包括自动煮饭操作和自动炒菜操作。

取出原料包括取出大米和食材。执行自动煮饭操作时，机械手根据米饭数量将煮饭器放置在置物台上，电控模块控制加米机构把份量分好的米通过负压抽送至煮饭器内，再控制加水机构将适量水加入到煮饭器中，最后控制加热装置对置物台上的煮饭器进行加热，直到米饭煮好，实现了自动煮饭操作。煮饭组件不仅可以煮饭，还可以煮粥和汤，每个置物台上的煮饭器可以单独进行烹饪。

取出食材的具体实现过程为：当食材充足时，根据识别模块与冰箱门口之间的间隔，控制转盘和码盘旋转，将目标食材输送至冰箱侧门处，再由机械手取出。

在进行自动烹饪操作之前，还需对食材进行处理，具体步骤为：

通过机械手将取出的食材置于解冻机构进行食材解冻；再将解冻后的食材置于开盒机构进行自动开盒；将开盒后的食材置于冲洗装置进行自动清洗。自动清洗后的食材被放入食材容器内，以便进行下料和烹饪。解冻机构可以为发热管，以发热发光形式进行食材解冻，有利于保存食材的营养。

将冲洗后的食材置于食材容器内，装有食材的食材容器通过输送带输送至上料机构处，再通过上料机构将食材自动下放至炒菜炉内，根据烹饪加工数据对炒菜炉内的食材进行自动烹饪加工，在自动烹饪加工过程中控制烹饪温度、炒菜炉功率、烹饪时间、调料下放时间以及调料下放量。烹饪加工数据可以是预存在存储器内，也可以通过互联网从服务器中下载。炒菜炉可以是单炉，也可以是多炉，单炉实现单独炒菜，多炉具备混炒功能。

在自动炒菜操作中，判断炒菜炉有无烹饪，如果无烹饪，则炒菜炉进入自清洗模式，清洗完成后再进行下一个菜式的烹饪。每完成一道菜式均进行炒菜炉的清洗，避免了影响每道菜式的味道和颜色。

如图19所示，炒菜炉正在进行清洗。清洗模式包括轻度清洗模式、中度清洗模式以及深度清洗模式；轻度清洗模式清洗一次，中度清洗模式清洗两次，深度清洗模式清洗三次。清洗模式可以在炒菜页面点击【清洗炒炉】按钮进行选择。

清洗后的废水通过废水排放机构排出烹饪设备外，自动烹饪区为封闭结构，内设有油烟机，烹饪产生的油烟均通过油烟机排出烹饪设备和室外，真正实现了厨房无烟烹饪。

4、当完成所有菜式的自动烹饪操作后，烹饪设备的控制***向用户终端发送取餐信息；当米饭煮好后，向用户终端发送取饭信息。

5、接收取餐请求和取饭请求，根据取餐请求和取饭请求取出所有菜式和米饭，并将菜式和米饭置于操作台，智能烹饪结束。

用户通过用户终端向烹饪设备发送取餐请求和取饭请求，机械手根据取餐请求和取饭请求将菜品和煮好的饭取出，并置于操作台上，待用户享用。

6、自动清洁厨具并回收包装盒。

在开盒过程中产生的包装盒，通过机械手回收至垃圾回收区的垃圾箱内，实现了垃圾自动回收。用户用完餐的餐具放入餐具清洗区，餐具清洗区配置的洗碗机对餐具进行清洗、干燥、消毒。在结束烹饪后，自动烹饪区的冲洗装置对炒菜炉等厨具进行冲洗、烘干，以便下次烹饪时使用。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (14)

1.一种智能冰箱，包括箱体，其特征在于：

还包括设于所述箱体内的转盘组件、控制所述转盘组件转动的电机、控制模块和识别模块；

所述控制模块包括两个光电传感器和主控制器；

所述转盘组件包括转轴，所述转轴上具有至少一层转盘，每层所述转盘等间距地设有多个用于存放食材盒的卡槽；

所述转轴内同轴设有一个码盘，所述码盘与所述转轴同步运动；

所述码盘上设有用于触发光电传感器的多个缺口，所述缺口包括多个与所述卡槽的位置对应的用于定位识别位置的对准缺口和至少一个用于定位码盘的原点位置的原点缺口；所述主控制器接收光电传感器的触发信号以控制电机停止运动，从而使所述码盘定位于原点位置或识别位置；所述识别模块、所述电机与所述主控制器电性连接；当在所述码盘位于所述识别位置时，所述识别模块对所述食材盒上的食材标识进行识别；当所述识别模块识别出目标食材时，主控制器控制转盘组件转动，将所述目标食材输送至冰箱侧门处。

2.如权利要求1所述的一种智能冰箱，其特征在于：所述识别模块为射频识别模块、二维码识别模块、ID码识别模块中的一种。

3.如权利要求1所述的一种智能冰箱，其特征在于：所述卡槽和对准缺口的数量均为8个。

4.如权利要求1～3中任一项所述的一种智能冰箱，其特征在于：所述转盘组件包括第一转盘组件和第二转盘组件，所述第一转盘组件和第二转盘组件分别包括两层转盘。

5.一种智能冰箱的控制方法，所述智能冰箱为如权利要求1～4中任一项所述的智能冰箱，其特征在于，包括：

步骤1：获取食材查找指令；

步骤2：根据所述食材查找指令控制转盘和码盘旋转，当接收到两个光电传感器的触发信号时，表示转盘转动至原点位置，则控制转盘和码盘停止旋转，实现原点定位；

步骤3：控制转盘和码盘旋转，当转盘和码盘旋转1/N圈时，接收到一个光电传感器输出的触发信号，另一个光电传感器未触发，表示转盘已将食材盒转动至识别位置，则控制转盘和码盘停止旋转；其中，N为卡槽或对准缺口的数量；

步骤4：利用识别模块识别食材盒上的食材标识，获取食材的相关信息，并根据所述食材相关信息判断是否为目标食材，如果是，则转入步骤5，否则转入步骤3，直到转盘和码盘旋转一圈，并反馈未查找到食材；

步骤5：控制转盘和码盘旋转，将目标食材输送至冰箱侧门处。

6.一种全自动智能烹饪设备，其特征在于：包括如权利要求1～4中任一项所述的智能冰箱；存储有可执行程序代码的存储器；与所述存储器耦合的处理器；所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，执行如权利要求5所述的一种智能冰箱的控制方法。

7.如权利要求6所述的一种全自动智能烹饪设备，其特征在于：还包括设于所述智能冰箱一侧的机械手活动区、设于所述机械手活动区远离智能冰箱一侧的自动烹饪区、以及控制***；

在所述机械手活动区设有操作台、机械手以及滑杆；所述滑杆设于自动烹饪区与智能冰箱之间，所述机械手可滑动地设于所述滑杆上；所述操作台位于机械手和滑杆的下方；所述机械手与所述控制***电性连接；所述机械手，用于在控制***的控制指令下执行相应的动作；

在所述自动烹饪区设有电控模块、以及分别与所述电控模块电性连接的煮饭组件和烹饪组件；所述电控模块与控制***电性连接；所述煮饭组件，用于进行自动煮饭操作；所述烹饪组件，用于进行自动炒菜操作；所述电控模块，用于根据控制***的控制指令控制煮饭组件和烹饪组件的工作；

所述控制***，用于协调各个区域或设备的工作，并与用户终端进行通信连接。

8.如权利要求7所述的一种全自动智能烹饪设备，其特征在于：所述煮饭组件包括置物台、加米机构、加水机构、煮饭器、加热装置以及米桶；所述加米机构、加水机构以及加热装置分别与所述电控模块电性连接；所述煮饭器，用于根据米饭数量在机械手的操作下被置于置物台上；所述加米机构与米桶连接，加米机构用于根据份量将米分别加入至各个煮饭器内；所述加水机构，用于将适量水分别加入至各个煮饭器内；所述加热装置，用于对对应置物台上加好水和米的煮饭器进行加热。

9.如权利要求7所述的一种全自动智能烹饪设备，其特征在于：所述烹饪组件包括解冻机构、开盒机构、输送带、食材容器、上料机构、炒菜炉、调味装置、排烟机、冲洗装置以及废水排放机构；

所述解冻机构，用于对机械手送来的食材进行解冻；所述开盒机构，用于对解冻后的食材进行自动开盒操作；所述冲洗装置，用于对开盒后的食材进行自动冲洗；所述食材容器，用于盛装冲洗后的食材；所述输送带，用于将装有食材的食材容器输送至上料机构处；所述上料机构，用于将食材自动下放至炒菜炉内；所述调味装置，用于在炒菜过程中自动下放调料。

10.如权利要求7～9中任一项所述的一种全自动智能烹饪设备，其特征在于：还包括设于所述机械手活动区上方的功能存放区、以及设于所述机械手活动区下方的垃圾回收区、食材包装区、餐具清洗区和DIY烹饪区；所述功能存放区，用于收纳厨房用品；所述垃圾回收区，用于回收包装盒；所述食材包装区，用于根据菜式配制食材并进行封膜包装；所述餐具清洗区，用于自动清洗餐具；所述DIY烹饪区，用于供用户进行DIY操作。

11.一种利用权利要求6～10中任一项所述全自动智能烹饪设备进行烹饪的方法，其特征在于，包括：

接收烹饪请求，所述烹饪请求包括米饭数量、菜的数量、菜式以及烹饪顺序；

根据所述烹饪请求判断原料是否充足；如果原料不足，则发送原料购买请求，提示用户从商城订购原料并配送到家；如果原料充足，则转入下一个步骤；所述原料包括大米、食材以及调料；

根据所述原料充足信息取出原料，并按照烹饪顺序进行自动烹饪操作；所述自动烹饪操作包括自动煮饭操作和自动炒菜操作；

当完成所有菜式的自动烹饪操作后，向用户终端发送取餐信息；当米饭煮好后，向用户终端发送取饭信息；

接收取餐请求和取饭请求，根据所述取餐请求和取饭请求取出所有菜式和米饭，并将所述菜式和米饭置于操作台，智能烹饪结束。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于：所述食材是否充足，且食材充足时取出食材的实现过程为：

步骤1：根据烹饪请求控制转盘和码盘旋转，当接收到两个光电传感器输出的触发信号时，表示转盘转动至原点位置，则控制转盘和码盘停止旋转，实现原点定位；

步骤2：控制转盘和码盘旋转，当转盘和码盘旋转1/N圈时，接收到一个光电传感器输出的触发信号，另一个光电传感器未触发，表示转盘已将食材盒转动至识别位置，则控制转盘和码盘停止旋转；其中，N为卡槽或对准缺口的数量；

步骤3：利用识别模块识别食材盒上的食材标识，获取食材的相关信息，并根据所述食材相关信息判断是否为菜式所需目标食材，如果是，则食材充足，转入步骤4，否则转入步骤2，直到转盘和码盘旋转一圈，并反馈食材不足；

步骤4：控制转盘和码盘旋转，将目标食材输送至冰箱侧门处，再由机械手取出。

13.如权利要求11所述的方法，其特征在于：在所述自动炒菜操作中，判断炒菜炉有无烹饪，如果无烹饪，则炒菜炉进入自清洗模式，清洗完成后再进行下一个菜式的烹饪。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于：所述清洗模式包括轻度清洗模式、中度清洗模式以及深度清洗模式；所述轻度清洗模式清洗一次，所述中度清洗模式清洗两次，所述深度清洗模式清洗三次。

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